幸好 ， 地球拥有阻止水蒸气逃逸的机制 ， 那就是地球的大气 。

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大气的组成
众所周知 ， 地球拥有一个大气层 ， 也就是受地球引力吸引而环绕地球的一层混合气体 。 据科学家估算 ， 这层混合气体的总质量约为5.15×1018千克 ， 其中包含质量分数大约78%的氮气和21%的氧气 ， 此外还包括氩气和二氧化碳在内的少量其他气体 。
事实上 ， 正是这个大气层阻止了水蒸气的逃逸 。 由于大气层的温度较低 ， 水蒸气进入大气层以后 ， 会遇冷而凝结成小水滴 ， 然后再以降雨的形式返回地表 。 如果地球没有大气 ， 这个水循环就会被打破；久而久之 ， 地球表面的水就会蒸发殆尽 。
事实上 ， 地球大气还有很多其他的重要功能 。 比如说 ， 地球大气中还含有一些温室气体 ， 包括二氧化碳、水蒸气、甲烷和臭氧 。 温室气体最大的特点是 ， 对波长较短的电磁波几乎没什么影响 ， 而对波长较长的电磁波有很强的吸收能力 。 太阳表面的温度很高 ， 辐射出来的电磁波能量高波长短 ， 所以不会受到温室气体的阻碍 ， 能顺利到达地球表面 。 而地球表面的温度较低 ， 辐射出来的电磁波能量低波长长 ， 所以会有很大一部分被温室气体拦截下来 。 因此 ， 温室气体的存在能让行星表面的温度升高 ， 这就是所谓的温室效应 。 据科学家估算 ， 如果没有温室效应 ， 地球表面的平均温度大概会下降32℃ 。
此外 ， 地球大气层中还有一个臭氧层 ， 大致分布在与地球表面相距20～30千米的环形区域 。 臭氧层能吸收掉太阳光中97%的紫外线 。 如果没有这个臭氧层 ， 这些高能的紫外线就会直接照射到地球表面 ， 从而对地球生命造成严重的威胁 。 不是什么天体都能拥有大气层 。 比如说 ， 我们熟悉的月球就没有 。 那到底什么样的天体能拥有自己的大气层呢？这取决于它的质量和它与太阳之间的距离 。 一方面 ， 大气会受到这个天体引力的吸引 ， 从而被束缚在此天体的周围 。 引力束缚的强弱取决于天体的质量：质量越大 ， 引力的束缚就越强 。 另一方面 ， 大气又会从太阳那里获得热量 ， 从而产生逃跑的动力 。 逃跑动力的大小取决于天体与太阳之间的距离：离得越近 ， 大气逃跑的动力就越强 。 这两股力量一直在彼此斗争 。 如果引力的束缚占了上峰 ， 行星就能拥有自己的大气层；如果逃跑的动力占了上峰 ， 行星就会变成光秃秃的样子 。 我们的地球能拥有大气层 ， 就是地球引力占上峰的结果 。 不过 ， 只是引力占上峰 ， 还不足以让一个天体一直保有大气层 。 地球之所以能一直保有大气层 ， 是因为它还有一个强大的磁场 。
地球磁场其实是一个从地球内部一直延伸到太空中的巨大磁场 。 中国古代四大发明之一的指南针之所以能够辨别方向 ， 就是由于这个地球磁场的存在 。 不过 ， 地球磁场的磁轴与地球的自转轴并不重合 ， 两者之间还存在着一个11度的夹角 。
此外 ， 地球磁场的南北极其实与地理上的南北极相反 。

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地球的磁场
地球磁场最主要的作用是抵御太阳风 。 太阳风是太阳发出的高能带电粒子流 ， 主要由处于电离状态的氢和氦（也就是去掉外层电子的氢原子核和氦原子核）构成 。 由于这些带电粒子流具有很高的能量 ， 地球的大气层无法阻止太阳风的长驱直入 。 所以 ， 要是没有别的东西来阻止它 ， 太阳风就会一直刮到地表 ， 对地球生命造成严重威胁 。
幸好 ， 地球有强大的磁场 。 众所周知 ， 在磁场中 ， 带电粒子的运动轨道会发生偏转 。 因此 ， 地球磁场能迫使太阳风中的高能带电粒子朝地球两极的方向发生偏转 。 到了两极地区 ， 这些带电粒子会与位于高层的大气分子发生碰撞 ， 从而形成美丽的极光 。

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更重要的是 ， 地球磁场阻止了太阳风剥离地球大气 。 如果太阳风能直接轰击到地球大气层 ， 这些高能带电粒子就会把自身的能量传递给地球的大气分子 ， 从而让它们可以挣脱地球引力并逃逸到太空中 。 久而久之 ， 地球的大气层就会被太阳风逐渐剥离 。 幸好 ， 地球磁场构筑了一个天然的屏障 ， 有效地阻止了太阳风与地球大气的直接接触 。 这样一来 ， 地球引力就可以牢牢地束缚住大气分子 ， 从而让地球一直保有自己的大气层 。
我们来做个总结 。 就目前所知 ， 地球是唯一一个拥有生命的星球 。 由于有合适的质量、位置和内部活跃程度 ， 地球得以长期拥有海洋、大气和磁场 。 海洋为生命的诞生提供了舞台 ， 大气阻止了海洋的蒸发 ， 而磁场保证了大气不会被太阳风剥离 。 正是由于这三大要素 ， 地球才成为了一个美丽的生命绿洲 。

来源：(科学有话说)

【】网址：http://www.shadafang.com/c/gx0422a01412020.html

标题：『科学有话说』一个星球要想孕育出生命，是件极端困难的事情……，世界地球日|( 二 )